JPH029305B2 - - Google Patents

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JPH029305B2
JPH029305B2 JP56132735A JP13273581A JPH029305B2 JP H029305 B2 JPH029305 B2 JP H029305B2 JP 56132735 A JP56132735 A JP 56132735A JP 13273581 A JP13273581 A JP 13273581A JP H029305 B2 JPH029305 B2 JP H029305B2
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JP
Japan
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anode
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reduction
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JP56132735A
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English (en)
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JPS5834353A (ja
Inventor
Yoshihiro Ozawa
Shunsuke Uchida
Norio Nakayama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5834353A publication Critical patent/JPS5834353A/ja
Publication of JPH029305B2 publication Critical patent/JPH029305B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416Systems
    • G01N27/49Systems involving the determination of the current at a single specific value, or small range of values, of applied voltage for producing selective measurement of one or more particular ionic species

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、酸素計に係り、特に酸素(O2)お
よび過酸化水素(H2O2)が共存して溶存してい
る水溶液中の、O2およびH2O2濃度を同時に測定
する酸素計に関する。
従来、常温常圧下における水中溶存酸素計とし
て隔膜式酸素電源が知られている。またこれを高
温高圧下でも測定できるようにした圧力バランス
型の溶存酸素計も考えられている。これらは対象
溶液中にO2と同じような電極反応を起こすH2O2
が存在する場合は、両者を区別することができ
ず、溶存O2として測定されてしまう欠点がある。
本発明の目的は、液体中に溶存しているO2
よびH2O2の濃度を測定感度を向上させて同時に
測定できる酸素計を提供することにある。
本発明は、前記目的を達成するため、開口を有
して内部に電解液が充填されている容器と、前記
開口を被つて前記容器に取付けられる隔膜と、前
記電解液に接触されてしかも前記容器に取付けら
れる陽極および陰極とからなる酸素計において、
複数の貫通孔を有するH2O2還元用陰極を前記電
解液に接触させて前記容器に取付け、H2O2還元
用陽極を前記電解液に接触させて前記容器に取付
け、前記隔膜と前記H2O2還元用陰極との間の距
離よりも大きな距離で前記隔膜より離してO2
元用陰極を前記電解液に接触させて前記容器に取
付け、O2還元用陽極を前記電解液に接触させて
前記容器に取付け、第1電源および第1電流検出
手段を有する第1回路にて前記H2O2還元用陰極
と前記H2O2還元用陽極を接続し、第2電源およ
び第2電流検出手段を有する第2回路にて前記
O2還元用陰極と前記O2還元用陽極を接続するも
のである。
先ず、本発明の酸素計の測定原理について第1
図を用いて説明する。沸騰水型原子炉からサンプ
リングされた一次冷却水、すなわち、試料水中の
O2,H2O2は、酸素計を構成するセンサ本体1に
設けられた拡散膜2を通つて、内部に電解液13
が充填されたセンサ本体1に設けられた陰極3お
よび4に到達する。ここでO2,およびH2O2は還
元され、下記反応に従つてOH-イオンとなる。
O2+2H2O+4e-→4OH- ……(1) H2O2+2e-→2OH- ……(2) (1)および(2)式の反応は、センサ本体に設けられ
る陽極と陰極との間の印加電圧の絶対値が小さい
場合は、陰極における反応が律速となる。印加電
圧の絶対値を大きくしていくと、O2,あるいは
H2O2の拡散膜2での拡散速度が律速となり、出
力電流に飽和が生じる。この出力電流に飽和が見
られるところに印加電圧を固定すれば、出力電流
は試料水中のO2,あるいはH2O2濃度に比例する
ことになる。第2図に温度200℃における印加電
圧と出力電流の関係をO2とH2O2について調べた
結果を示す。H2O2がO2に比べ印加電圧に絶対値
が低いところで、出力電流に飽和が見られる。し
たがつて、H2O2に対しては出力電流に飽和が見
られ、かつO2に対しては陰極における還元反応
が起こらないような印加電圧V1を選べば、その
出力電流はH2O2の還元反応によると考えて良い。
またO2に対して出力電流に飽和が見られるV2
る印加電圧を選べば、H2O2およびO2による還元
電流が得られることになる。第1図において、陰
極を2分割し、陰極3と陰極4とする。電線7に
よつて、陰極3,電流計8,電池9および陽極5
を接続する。陽極5と陰極3との間にV1なる電
位を与える。陰極3ではH2O2のみが(2)式によつ
て還元され、陽極5との間に電流A1が流れる。
この電流を電流計8で測定する。電線10によつ
て、陰極4,電流計11,電池12および陽極6
を接続する。陰極4と陽極6との間にV2なる電
位を与える。陰極4ではO2およびH2O2の両方が
(1)式および(2)式によつて還元され、陽極6との間
に電流A2が流れる。この電流を電流計10で測
定する。したがつて、H2O2に対しては電流値A1
が、O2に対しては電流値(A2―A1)が対応する
ことになる。電流計8および11の測定値を演算
器に入力して(A2―A1)を求めてもよい。
印加電圧V1およびV2は、起電力の異なる電池
を選択することにより、電池の個数を変えること
により、さらに同じ起電力の電池を用いた場合に
は可変抵抗器を設けることによつて所定の値にそ
れぞれ調節できる。
陰極3はH2O2還元用陰極であり、陰極4はO2
還元用陰極である。なお陽極5および陽極6で
は、電解液13と電極との組み合わせにもよるが
(3)式のような反応が進行する。
Ag+Cl-→AgCl+e- ……(3) 本記測定例におけるセンサ本体1および拡散膜
2の材料としては、四ふつ化エチレン樹脂などの
ように耐熱性で、かつ耐電解液性のものがよい。
特に拡散膜2は、O2およびH2O2を容易に透過さ
せ、かつ電解液中のK+やCl-、あるいは、水溶液
中の不純物イオン、例えばCo2+,Cu2+等を容易
に透過させないようにする必要がある。また陽極
5および6にはAg/AgCl/Cl-を用いるため、
電解液としてKClの塩基性水溶液を用いる。な
お、陽極5および6としては、Ag/AgBr/Br-
またはAg/AgI/I-等の電極が使用可能である。
さらに陰極3および4としてはAgに比べてイオ
ン化傾向が小なるものなら良く、かつ酸素に腐食
されにくいものとしてAu,Pt等があげられる。
本発明の実施例を第3図を用いて以下に説明す
る。第3図は陰極14および15を直列に並べた
酸素計の概略を示したものである。陰極15は拡
散膜2に近接して設置し、かつ陰極15には小さ
な貫通孔16を多数設ける。陰極15にはH2O2
を還元するに十分な電位ではあるが、O2の還元
を起こさない電位V1をかける。陰極14は陰極
15の後方(拡散膜2より遠い側)に設置する。
この陰極14にはO2を還元するに十分な電位V2
をかける。また電解液13を陰極15および14
に接触させるため、陰極14には一個あるいは複
数個の貫通孔を設ける。試料水中のO2または
H2O2はまず拡散膜2を透過した後、陰極15に
達する。ここでH2O2だけが還元され、O2は陰極
15の貫通孔16を通る。この時、一部のH2O2
も貫通孔16中を拡散するが、貫通孔16の径に
対し、陰極15の厚さを十分大きくとれば、
H2O2は貫通孔16を通過する間にほぼ全量還元
される。第4図に貫通孔と厚さの比に対する
H2O2の還元割合を示す。貫通孔16を通つたO2
は、陰極14に達し、ここで還元される。陰極1
5と陽極5間の電流A1はH2O2濃度に、陰極14
と陽極6間の電流A2はO2濃度に比例する。H2O2
およびO2濃度は第1図の例と同様に個別に測定
できる。
以上の実施例によれば水溶液中のO2,H2O2
濃度を同時に測定できる。また、2つの陰極を上
下に立体的に配置しているので同一平面上に陰極
を配置する場合に比べ電極面積の拡大が図られ、
これにより測定感度が向上する(出力電流は電極
面積に比例する)。また、酸素計の小型化も同時
に図られる。
また、本実施例によれば、直接的にサンプリン
グ液と拡散膜を接触させ、かつ電極反応を利用し
ているので、高温水(例えば原子炉圧力容器内の
冷却水)中のO2,H2O2の濃度を短時間で区別し
て測定できる。H2O2の濃度は比較的短寿命(分
オーダ)のため、従来の測定方法、すなわちサン
プリング液を化学分析等により測定する方法では
つかまえられなかつたがこれら成分も測定が可能
となつた。
以上の本発明によれば、液体中に溶存している
O2およびH2O2の濃度を測定感度を向上させて同
時に測定できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の測定原理を示す酸素計の縦
断面図、第2図は、本発明のもとになつた電位、
出力電流の関係を示す説明図、第3図は、本発明
における陰極の配置をシリーズにした場合の縦断
面図、第4図は、陰極の厚みと貫通孔半径の比に
対するH2O2収率を示す説明図である。 1……センサ本体、2……拡散膜、3,4,1
4,15……陰極、6……陽極、7,10……電
線、8,11……電流計、9,12……電池、1
3……電解液。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 開口を有して内部に電解液が充填されている
    容器と、前記開口を被つて前記容器に取付けられ
    る隔膜と、前記電解液に接触されてしかも前記容
    器に取付けられる陽極および陰極とからなる酸素
    計において、複数の貫通孔を有するH2O2還元用
    陰極を前記電解液に接触させて前記容器に取付
    け、H2O2還元用陽極を前記電解液に接触させて
    前記容器に取付け、 前記隔膜と前記H2O2還元用陰極との間の距離
    よりも大きな距離で前記隔膜より離してO2還元
    用陰極を前記電解液に接触させて前記容器に取付
    け、O2還元用陽極を前記電解液に接触させて前
    記容器に取付け、 第1電源および第1電流検出手段を有する第1
    回路にて前記H2O2還元用陰極と前記H2O2還元用
    陽極を接続し、第2電源および第2電流検出手段
    を有する第2回路にて前記O2還元用陰極と前記
    O2還元用陽極を接続することを特徴とする酸素
    計。
JP56132735A 1981-08-26 1981-08-26 酸素計 Granted JPS5834353A (ja)

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JPS5834353A JPS5834353A (ja) 1983-02-28
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH056203U (ja) * 1991-07-08 1993-01-29 杉安工業株式会社 油圧シリンダ装置の油漏れ防止機構

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59174748A (ja) * 1983-03-25 1984-10-03 Hitachi Ltd 溶存ガス濃度測定装置
US4775456A (en) * 1987-02-02 1988-10-04 Teledyne Industries, Inc. Electrochemical gas sensor

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5648549A (en) * 1979-09-24 1981-05-01 Albery Wyndham John Electrochemical sensor for oxygen* halogen and nitrous oxide

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